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为了应对日益严重的气候变化，提高太阳能、 风能等新能源的发电比例一直是各国期望的目标。毕竟，只要开发格陵兰岛 1/4 面积的风能，或开发撒哈拉沙漠 7.7% 面积的太阳能，就可满足未来全球的用电需求。激进者如美国加州，甚至希望在 2045 年就实现 100% 用新能源发电。
然而，由于新能源天然的不稳定性：太阳下山、或者忽然飘来一朵云，太阳能发电量就可以在一个瞬间骤降为零，使得夜间或阴雨天便无法依赖太阳能发电；而风力发电机的输出功率，则时刻受制于时大时小、无法捉摸的风速，很难实时满足相对而言要稳定得多的用电负荷需求。而电网又是一个对于稳定性要求很高的复杂系统，如果新能源发电量过大，电网宁肯选择让风机空转、让太阳能关掉，也不希望看到骤然增加的电量摧毁昂贵的输电设施。因此，别说完全依赖新能源发电了，就算想再提高一点新能源的发电比例，都必须想办法尽可能地让太阳能、风能不受天气、昼夜的影响稳定地输出电力。
常规的做法主要是为新能源配备电池等储能系统，新能源发电量大的时候把电能存起来，发电量小的时候再放出来。不过，来自中国的一个雄心勃勃的计划——“全球能源互联网”，却提供了另一种“霸气十足”的新思路。
图|Figure 1 （图源：MITTR）
全球能源互联网的基本理念是，虽然昼夜更替、天气变化在一时一地的影响是显著的，但如果放到全球的尺度来看，就将完全是另一幅光景。地球上总有 50% 的面积是白天，那里的太阳能可以发电；尽管有的地方有飓风，有的地方一丝风都没有，但全世界每一个角落的风都加起来，能量却是相对稳定的。如果有一个智能的、高效的、庞大的电网，可以将世界上每一个角落都连接起来，并统一实时优化调度，就可以实现新能源发电量在全球的调配：当欧洲入夜之后，电动汽车可以用还是白天的中国的太阳能充电；当印度干热少风的时候，可以依靠北极凛冽的朔风驱动空调。如此一来，赤道附近的太阳能，和极低的大风，就可以为全世界提供稳定的清洁能源，大幅降低全球的碳排放。这就是全球能源互联网诸多想要实现的功能中，最简单明了的一个。
图|Figure 2 2070 年全球能源互联网纵横分布图（图源：全球能源互联骨干网研究，（全球能源互联网发展合作组织）GEIDCO 2018）
而实现远距离高效电力传输的关键技术，便是特高压电网。所谓的特高压，是指用 1000 千伏左右的高电压来降低电力传输中的损耗。与特高压相比，常见的高压电线路只有 220 千伏不到。如此高的电压，能够实现数千公里、千万千瓦级电力输送和跨地区、跨国、甚至跨大洲的电网互联，并且“具有容量大、效率高、损耗低、占地省、安全性好等显著优势”。中国于 2017 年新增的 46GW 特高压直流输电负荷，为降低当年全国“弃风”、“弃光”率做出了重贡献。而一项于 2016 年发表在《自然》杂志的研究也显示，如果用特高压电网把美国各地连接起来，可以在 15 年内将美国发电行业的碳排放，降至 1990 年水平的 80%。
如今，中国在运在建的 24 项特高压工程线路长度已经达到 3.5 万公里，累计送电超过 1 万亿千瓦时，远远超过世界上其他国家。可以说，特高压已经成为了媲美高铁技术的又一个国家技术名片。这也正是全球能源互联网计划由中国发起的重要原因。
然而，真要将全球能源互联网落到实处，摆在面前的困难还非常多。
首先便是 50 万亿美元的投资，这可是中国 2017 年全年 GDP 的 4 倍、美国的 2.5 倍。如此庞大的投资额足以令任何一个对此感兴趣的国家心生退意。
此外，全球能源互联网依赖于几乎完美的国际政治环境。全球尺度的电网，将需要全球统一的调度，而将电网这个国家最重要的基础设施之一的控制权拱手相送，对于所有的国家来说不是一件容易的事。
因此，除了各方对特高压这种技术本身的质疑，以及全球规模的电网带来了高度技术复杂性（涉及到关键设备研制，全球尺度的电网拓朴结构设计、建模仿真、潮流调节与控制，跨国电网的保护、通信等一系列技术难题），高昂的成本、能源安全的担忧和地缘政治的不稳定，都是全球能源互联网难以跨域的高山。事实上，欧洲就曾经计划过大举投资北非的太阳能发电，通过地中海海底电缆和特高压输电，将电力输送到欧洲电网。但由于政治、文化和经济因素的多重阻碍，这一设想一直都能未付诸实现。
图|Figure 3 中国安徽：用于特高压输电的变压器正在吊装（图源：AP | IMAGINECHINA）
不过，虽然全球尺度的能源互联网还没有取得实质性进展（已经完成顶层设计），但跨国特高压电网这一“小目标”却已经提上了议事日程。中国、韩国、日本和俄罗斯已经在 2016 年签署了《东北亚电力联网合作备忘录》，希望可以把蒙古、中国东北和华北、俄罗斯远东地区的可再生能源发电能力，与中国华北、日本、韩国的用电负荷连接起来，实现地区可再生能源的大规模开发利用。作为这个项目的主要发起人之一，日本软银集团董事长兼首席执行官、因投资阿里巴巴而成为日本首富、被美国《商业周刊》称为是“电子时代大帝”的孙正义，甚至希望争取在2020 年东京奥运会之前就建成首条联网工程，实现日本从外部受电。
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参考：
[1]http://www.xinhuanet.com/energy/2016-09/13/c_1119557815.htm
[2https://www.technologyreview.com/s/609766/how-to-get-wyoming-wind-to-california-and-cut-80-of-us-carbon-emissions/
[3]http://www.xinhuanet.com/fortune/2016-03/30/c_1118492628.htm
[4]https://www.technologyreview.com/s/612390/chinas-giant-transmission-grid-could-be-the-key-to-cutting-climate-emissions/
[5]https://www.chinadialogue.net/article/show/single/ch/10376-Sparks-fly-over-ultra-high-voltage-power-lines
[6]ttp://finance.chinanews.com/cj/2018/11-07/8670797.shtml
范松丽, 苑仁峰, 艾 芊, 贺 兴, 徐意婷，欧洲超级电网计划及其对中国电网建设启示，电力系统自动化，第３９卷第１０期（２０１５）
*试听《谁在关心粒子物理学》（节选）
